Система управления микроклиматом тепличного комплекса "АННА"

Заказчик: ООО "Анна"
Объект: Тепличный комплекс по выращиванию томатов. Левашинский район. Республика Дагестан.
Разрабочик: ООО "Быстрые проекты"

Назначение системы

  • Контроль микроклимата и отслеживание внешних условий
  • Задание суточного цикла изменения параметров микроклимата в теплицах
  • Анализ получаемых данных
  • Поддержание и стабилизация заданного микроклимата в телицах
  • Изменение установленных температур микроклимата с очень медленной скоростью
Решение

В управлении микроклиматом в теплицах лежит контроль и управление температурой, влажностью воздуха и  концентрацией в нем углекислого газа СО2.
Алгоритмы работы системы позволяют согласованно управлять 4 подсистемами отопления с 8 контурами обогрева, 4 подсистемами вентилирования по 2 группы фрамуг, 2 подсистемами подкормки CO2, 2 подсистемами управления зашторивания, 2 подсистемами управления циркуляцией воздуха.
В процессе эксплуатации агрономы и инженеры формируют стратегию управления микроклиматом. Данная стратегия в процессе работы будет определять порядок использования подсистем управления. 
Она характеризуется:

1) эффективностью работы каждой подсистемы управления как при поддержании заданной температуры и влажности, так и оптимальной температуры теплоносителя в контурах отопления;

2) эффективностью влияния каждой подсистемы управления на энергосбережение, в частности, на снижение теплозатрат в подсистеме отопления;

00_Структурная схема.png

Структурная схема системы


С помощью установленных в теплицах датчиков производится постоянное измерение температуры воздуха в теплицах в нескольких точках, влажности воздуха, содержания СО2 и Качества воздуха.

Кроме того, измеряются внешние метеорологические параметры:

  • температура воздуха;

  • интенсивность солнечного излучения;

  • скорость и направление ветра.


В системе управления используется оборудование ОВЕН:

  • Контроллер ПЛК110-30 [М02]
  • Преобразователь интерфейсов АС3-М
  • Датчик СО2 ПКГ100-СО2 – 2 шт
  • Датчик температуры и влажности ПВТ100 – 4 шт
  • Релейные модули вывода МВ110-224.8Р – 7 шт
Все данные о состоянии и динамики микроклимата в теплицах регистрируются в ПК Диспетчера что обеспечивает текущее ежеминутное наблюдение всех параметров. Гибкие возможности архивирования MasterSCADA 3.10 позволяют в режиме реального времени выбирать параметры для анализа произошедших изменений.

Микроклимат теплиц программируется на сутки с ПК диспетчера и дает возможность плавного прироста температур между выставленными порогами установленных значений.

Заданный в программе режим микроклимата может автоматически корректироваться в зависимости от интенсивности солнечного излучения.

Управление исполнительными механизмами производится через модуль релейной коммутации . В процессе эксплуатации для каждой конкретной теплицы есть возможность оптимизации качества регулирования микроклимата путем корректировки с помощью набора регулировочных параметров управления.
Опрос контроллеров осуществляет сервер с помощью программного обеспечения Modbus Universal MasterOPC Server и MasterSCADA через Ethernet по протоколу Modbus TCP.

Российская SCADA-система MasterSCADA была применена из-за ее хорошего сочетания цена/качество. Созданная SCADA-система имеет следующие технические характеристики:

  • OPC Server — 500 тэгов

  • 37  устройств различного назначения для управления систем  вентиляции и управления микроклиматом

  • 155 аварийных сигналов по системе проветривания теплиц с расшифровкой детализации сообщений.

  • 16 трендов для настройки контуров регулирования

  • 10 трендов для анализа температур в зонах

Некоторые участки управления микроклиматом теплицы идентичны, что позволило эффективно использовать технологию тиражирования объектов с применением шаблонов. 

Функции системы

Измерение и регистрация следующих параметров:
  • Контроль параметров управления контуров теплоснабжения
  • Контроль освещения

  • Контроль управления фрамугами

  • Контроль температур в помещениях

  • Отображение трендов параметров

Сроки внедрения


Программирование контроллеров и сервера MasterSCADA заняло около 4 месяцев.


Результат


Система работает непрерывно и обеспечивает лучший результат сохранения микроклимата в теплице. Растения не испытывают шоковых воздействий от резких перепадов температур, что положительно влияет на весь процесс получения конечного продукта


Примеры мнемосхем


01_Главный.png

Главный экран


02_Задание микроклимата.png

Экран задания параметров микроклимата


07_Настройка ПИД.png

Настройка параметров ПИД-регулирования


17_График9.png

Экран блокировок



09_График1.png

Экран тренда